USVとマルチビームエコーサウンダーが水中調査に革命を起こす

USVとマルチビームエコーサウンダー

USVとMBES:水路の維持管理、船舶の安全な航行、航路管理などの重要なタスクをサポートします。

導入

水中調査は、私たちの世界の様々な側面で重要な役割を果たしています。船舶の安全な航行の確保や水中資源の測量から、海岸浸食や水中環境の監視、水没地域に敷設されたパイプラインやケーブルなどのインフラの点検まで、これらの調査は不可欠です。しかし、従来の調査方法は、多くの場合、費用と時間がかかり、水深や視認性などの要因によって制限されます。 

幸いなことに、技術の進歩がこの分野に革命をもたらしています。無人水上艇(USV)とマルチビーム音響測深機(MBES)を組み合わせることで、海底の高解像度3Dマップを作成し、水中調査の新たな時代が到来します。USVとMBESの統合は大きな飛躍であり、水中調査を変革し、私たちの海洋のより持続可能な未来への道を切り開きます。USVとMBESが水中パイプライン調査にどのように活用されているか、具体的な例を見てみましょう。  

プロジェクトの背景

このプロジェクトには、貨物ターミナル近くの主要水路の水中地形の調査が含まれていました。  

時間の経過とともに海底に堆積物が堆積し、水深が減少する可能性があります。水深測量は、大型貨物船の航行に必要な水深を維持するために浚渫が必要な区域を特定し、座礁のリスクを最小限に抑えるのに役立ちます。座礁は船舶の損傷や環境への悪影響を引き起こす可能性があります。マルチビーム技術は、この作業に最適で、高精度かつ高解像度の海底地形データを生成します。

USVとマルチビームエコーサウンダー

図1 – 貨物ターミナル近くの主要水路

伝統的な課題

従来の測量方法は大型の測量船に依存しており、複雑な機器の設置が必要で、航行中の干渉の影響を受けやすいという問題がありました。これらの方法は深海や外洋域には適していますが、本プロジェクトの水路のような浅く混雑した水域には適していません。

無人水上車両
マルチビームエコーサウンダー

図2 – 従来の方法の問題点

解決

プロジェクトエリアの水深が浅く、船舶の航行も活発なことから、USV搭載型ポータブル・マルチビーム・エコーサウンダーシステムが理想的なソリューションとなりました。SatLabが新たに発表したHydroBoat 1500 USVは、マルチビーム測深調査用に特別に設計された先進的なUSVです。革新的な4基スラスター構成はトリマラン船体に似ており、優れた安定性を提供します。
さらに、2 つのスラスタが故障した場合でも、残りのスラスタで車両を推進できるため、継続的な動作が保証されます。

USVとマルチビームを統合したソリューション

図3 – USVとマルチビームを統合したソリューション

HydroBeam M4 マルチビーム エコーサウンダーを搭載した HydroBoat 1500 USV には、いくつかの利点があります。

USV は広いエリアを迅速かつ自律的にカバーすることができ、一方、マルチビームエコーサウンダはシングルビームソナーに比べてより広いエリアをカバーします。

USV は危険な場所やアクセスが困難な場所に配備できるため、人員へのリスクが軽減されます。

USV は有人船よりも一貫してデータを収集できるため、より正確な結果が得られる可能性があります。

実施計画

1. フィールドデータ収集

測線配置:測線は測域全体をカバーするように平行に配置され、水深に応じて間隔が調整されています。垂直のチェックラインにより、測定精度が確保されています。

RTK潮汐検証により、正確な水深測定が確保されました。また、プロセス全体を通してGNSSシステムの異常がないか継続的に監視し、水深測定の精度を確保しました。

トランスデューサーは HydroBoat1500 のムーンプール内に設置され、位置の偏差を補正するためにロール/ピッチ/ヨーのキャリブレーションが行われました。

HydroBeam M4 マルチビームエコーサウンダー
ハイドロボート 1500 USV
ハイドロボート 1500 USV
ハイドロボート 1500 USV

図4 – データ収集

2. データ後処理

SLHydroマルチビーム後処理ソフトウェアを使用して、地形描画、水深データ検査、チャート編集、グラフィック描画のワークフローに従ってデータを後処理し、最終的にチャートを生成します。

SLHydroマルチビーム後処理ソフトウェア
SLHydroマルチビーム後処理ソフトウェア

図5 – SLHydroソフトウェアによるデータの後処理

結果

高解像度の水中地形図

このプロジェクトでは、HydroBoat 1500を使用して高解像度の水中地形マップを作成することに成功しました。
HydroBeam M4 マルチビーム エコーサウンダーと統合された USV。 
これらの詳細な地図は、 主要水路の水中地形と地質の写真。これは将来の保守作業にとって非常に重要です。

図6 – 高解像度の水中地形図

IHO基準を満たす

校正エリア分析により、HydroBeam M4 が水中測定に関する厳格な IHO クラス A 精度基準を満たしていることが確認され、収集されたデータの信頼性が確保されました。

図7 – IHO規格に準拠

利点

HydroBoat 1500 USVとHydroBeam M4マルチビーム・エコーサウンダーシステムは、この重要な水路の水中地形測定を無事に完了しました。HydroBoat 1500 USVは独自のムーンプール設計を採用し、防水マウントブラケットを装備しています。M4マルチビームソナーシステムに加え、サードパーティ製のマルチビーム・エコーサウンダーシステムも容易に統合できます。また、ADCPやサイドスキャンソナーなどの他のセンサーも搭載可能で、様々な機能や測定要件に柔軟に対応します。

C結論

このプロジェクトは、水路維持管理、船舶の安全航行、航路管理といった重要な業務を支援する高品質データを提供するUSVとMBES技術の有効性を実証しています。結論として、USVとMBESの統合は、水中調査技術における大きな飛躍を意味します。この強力な組み合わせは、幅広い業界における効率性、安全性、そしてデータ品質の向上を約束し、最終的には水中世界のより包括的な理解と持続可能な管理に貢献します。

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